JPH0591774A - モータ速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの回転速度を可変する際の時間遅れを
なくし、制御特性を大幅に改善する。 【構成】 速度指令発生手段１の出力を微分手段７で微
分することにより、モータ５を加減速するのに必要とす
るトルクに相当する値を求める。この結果をモータ駆動
回路４の入力部分にて加算手段８を用いてフィードフォ
ワード的に比較手段３の出力と加え合わせることによ
り、モータの加減速に必要なトルクをフィードバックル
ープに頼らずに発生させることができるため、制御特性
を大幅に改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオテープレコーダな
どの磁気記録装置等に使用されるモータの速度制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器が多機能になり、その中
に使用されるモータの速度制御への要求が高まりつつあ
る。以下、図面を見ながら上述した従来のモータ速度制
御装置の一例について説明する。

【０００３】従来のモータ速度制御装置では、（図５）
に示すようにモータの周波数発電機６（以下、ＦＧと記
載する。）の出力を回転速度検出手段２に入力すること
により、モータの回転速度を検出し、一方では、速度指
令発生手段１にて速度指令電圧を発生させ、回転速度検
出手段２の出力と速度指令発生手段１の出力を比較手段
３にて比較し、モータ駆動回路４に入力することにより
モータの速度を制御していた。

【０００４】速度指令発生手段１にて速度指令が出力さ
れると比較手段３、モータ駆動回路４を通じ、モータ５
に回転トルクが発生する。すると、モータ５は回転し始
め、ＦＧパルスが発生する。ＦＧパルスは回転速度検出
手段２により回転速度情報に変換され、比較手段３のも
う一方の入力端子に入力されるためモータの回転トルク
が抑制されるように働く。結果として回転速度検出手段
２の出力と速度指令発生手段１の出力がバランスしてモ
ータは回転する。

【０００５】（図６）は、この従来例の伝達関数を示す
ブロック図である。ここで、Ｅｉは速度指令電圧、Ｋ１
は回転速度検出手段２におけるＦＧ周波数変換ー電圧変
換係数、ｇｍはモータ駆動回路４における電圧ー電流変
換係数、ＫＴはモータ５の電流ートルク変換係数、Ｊは
モータ５の慣性モーメント、Ｋ２はモータ回転角速度ー
ＦＧ周波数変換係数である。

【０００６】速度指令入力Ｅｉとモータ回転角速度ωの
関係を以下の式に示す。 ω／Ｅｉ＝（ｇｍ・ＫＴ／Ｊ）／Ｐ 但し、Ｐ＝Ｓ＋Ｋ１・Ｋ２・ｇｍ・ＫＴ／Ｊ 従って、速度指令Ｅｉにより、回転角速度ωを制御する
ことが可能であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、系の応答は速度指令Ｅｉに対し基
本的に一次遅れになるため、（図７）に示すように時間
とともに速度指令Ｅｉを直線的に変化させた場合、回転
角速度ωは時間遅れが生じ、指令通りに動作させるのが
困難であった。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、速度指令の変
化に対しても時間遅れの発生がない制御特性の優れたモ
ータ速度制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のモータ速度制御装置は、速度指令を微分し
てモータを加減速するのに必要とするトルクに相当する
値をつくり、トルク指令に加算する事により、モータを
制御するものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記した構成により、速度指令に応じ
て加減速に必要なトルク指令値を求め、フィードフォワ
ード的にモータ駆動回路に印加するため、加減速時にフ
ィードバックループで必要なトルクを発生させる必要が
なく、時間遅れが発生しない。従って、速度指令とモー
タの実際の回転速度をかなり精度良く一致させることが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例のモータ速度制御装
置について図面を参照しながら説明する。（図１）は本
発明の一実施例のモータ速度制御装置の構成図を示すも
のである。（図１）において、１はモータの回転速度を
指令する速度指令発生手段である。速度指令発生手段１
の出力１０１は比較手段３の一方の入力端子３０１に入
り、比較手段３の出力端子３０３は加算手段８の一方の
入力端子８０１に接続されている。

【００１２】一方、速度指令発生手段１の出力端子１０
１は微分手段７の入力端子７０１に接続され、微分され
て出力端子７０２に出力される。出力端子７０２は加算
手段８の他方の入力端子８０２に接続され、加算手段に
より比較手段３の出力と微分手段９の出力は加算され、
出力端子８０３に出力される。出力端子８０３はモータ
駆動回路４の入力端子４０１に接続され、モータ５にト
ルクを発生させ、モータ５が回転するとモータの周波数
発電機６の出力端子６０１よりＦＧパルスが得られる。
出力端子６０１は回転速度検出手段２の入力端子２０１
に入力されモータの回転情報に変換され、出力端子２０
２より出力される。出力端子２０２は比較手段３のもう
一方の入力端子３０２に入力され、モータの回転トルク
を抑制するように働く。この伝達関数をブロック図に示
すと（図２）のようになる。ここで、Ｋ３Ｓは微分手段
７の微分特性である。

【００１３】速度指令Ｅｉとモータ回転角速度ωの関係
は、以下の式のように表わすことができる。 ω／Ｅｉ＝（（Ｋ３Ｓ＋１）・ｇｍ・ＫＴ／Ｊ）／Ｐ 但し、Ｐ＝Ｓ＋Ｋ１・Ｋ２・ｇｍ・ＫＴ／Ｊ である。
上式において、Ｋ３をＫ３＝Ｊ／（Ｋ１・Ｋ２・ｇｍ・
ＫＴ）のように設定すると、上式は、ω／Ｅｉ＝１／
（Ｋ１・Ｋ２）のようになる。

【００１４】つまり、速度指令Ｅｉと回転角速度ωの関
係はＳを含まない定数式によって表わすことができる。

【００１５】速度指令Ｅｉを時間とともに直線的に変化
させたときの回転角速度ωの変化を（図３）に示す。
（図３）でわかるように、本実施例によれば回転角速度
ωは速度指令Ｅｉに対し、時間遅れがなく精度良く制御
される。

【００１６】（図４）は本発明の他の実施例を示すもの
であって、微分手段７は演算増幅器７１０，７１５、コ
ンデンサ７１１、抵抗７１２，７１３，７１４より成り
立っている。加算手段８は演算増幅器８１０、抵抗８１
１，８１２，８１３，８１４より構成されている。抵抗
８１１，８１２，８１３，８１４のそれぞれの抵抗値を
Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７とし、Ｒ４＝Ｒ５＝Ｒ６＝Ｒ７
とする。

【００１７】ここで、コンデンサ７１１の容量をＣ、抵
抗７１２，７１３，７１４の抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ
２，Ｒ３とし、Ｒ２＝Ｒ３とすると、Ｋ３はＫ３＝ＣＲ
１のように表わすことができ、ＣをＣ＝Ｊ／（Ｒ１・Ｋ
１・ｋ２・ｇｍ・ＫＴ）のように設定するとω／Ｅｉは
ω／Ｅｉ＝１／（Ｋ１・Ｋ２）のようになり、速度指令
Ｅｉに対し、回転角速度ωを直線的に変化させることが
できる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、速度指令
に応じて加減速に必要なトルク指令値を求め、フィード
フォワード的にモータ駆動回路に印加するため、回転速
度を変化させる場合、加減速時にフィードバックループ
で必要なトルクを発生させる必要がなく、時間遅れが発
生しない。従って、速度指令とモータの実際の回転速度
をかなり精度良く一致させることができ、実用上、きわ
めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のモータ速度制御装置の構成
図

【図２】（図１）の実施例における伝達関数を示すブロ
ック図

【図３】（図１）の実施例における速度指令とモータの
回転速度の関係を示すグラフ

【図４】本発明の他の実施例のモータ速度制御装置の構
成図

【図５】従来のモータ速度制御装置の構成図

【図６】（図５）のモータ速度制御装置の伝達関数を示
すブロック図

【図７】（図５）の速度指令とモータの回転速度の関係
を示すグラフ

【符号の説明】

１ 速度指令発生手段 ２ 回転速度検出手段 ３ 比較手段 ４ モータ駆動回路 ５ モータ ６ 周波数発電機 ７ 微分手段 ８ 加算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 芳稔 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータと、前記モータの回転速度に対応
   し周波数を発生させる周波数発電機と、前記周波数発電
   機の出力より回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記モータの回転速度を指令する速度指令発生手段と、
   前記速度指令発生手段の出力と前記回転速度検出手段の
   出力を比較する比較手段と、前記速度指令発生手段の出
   力を微分する微分手段と、前記比較手段の出力と前記微
   分手段の出力を加算する加算手段と、前記モータを駆動
   するためのモータ駆動回路を有し、前記加算手段の出力
   により前記モータ駆動回路を制御するように構成したこ
   とを特徴とするモータ速度制御装置。